생물Ⅱ 정답

1	⑤	2	①	3	④	4	①	5	④
6	①	7	③	8	④	9	⑤	10	⑤
11	③	12	②	13	④	14	①	15	⑤
16	③	17	③	18	③	19	②	20	②

해설

1. [출제의도] 세포막의 구조와 유동성 이해하기

㉠은 인지질 분자로 친수성 머리 부분과 소수성 꼬리 부분으로 구분된다. ㉡은 막단백질로 물질 수송의 통로 역할을 한다. 형광 물질의 분포 변화를 통해 세포막을 이루는 인지질과 막단백질은 유동성을 가지고 있어 비교적 자유롭게 이동함을 알 수 있다.

2. [출제의도] 빛의 세기와 광합성량 사이의 관계 이해하기

(가)는 빛이 부족한 환경에서 상대적으로 (나)보다 잘 자란다. 보상점은 CO2의 흡수량이 0 mg/h일 때의  빛의 세기이므로 (가)에서 1000 lx보다 작다. (가)의 호흡량은 2.0 mg/h이고 (나)의 호흡량은 4.0 mg/h이므로 (나)는 (가)보다 호흡량이 크다. 1000 lx에서 (가)와 (나)의 총광합성량은 모두 5.8 mg/h이므로 동일하다. 광포화점에서 (가)의 순광합성량은 4.2 mg/h이고, (나)는 12.0 mg/h이다.

3. [출제의도] 세포 소기관의 구조와 기능 이해하기

(가)는 미토콘드리아, (나)는 조면 소포체의 막에 붙어 있는 리보솜, (다)는 리소좀이다. 전자전달계 효소는 (가)의 내막에 많이 존재하며, 외부로 방출되는 혈당량 조절 호르몬의 구성 성분인 단백질 A는 조면 소포체의 막에 붙어 있는 (나)에서 만들어진다. (다)는 세포내 소화에 관계되는 소기관으로서 내부에는 여러 종류의 가수 분해 효소가 들어있다.

4. [출제의도] 삼투압과 팽압 변화에 따른 식물세포의 모양 변화 이해하기

A가 B로 변화될 때 세포 내부의 물이 외부로 빠져나가므로 팽압은 A가 B보다 크다. B는 물이 빠져나가 쭈그러져 있는 상태이므로 세포막과 세포벽이 분리되는 원형질 분리 현상을 관찰할 수 있다. 흡수력=삼투압-팽압이므로 (가)에서 삼투압이 감소할수록 흡수력도 감소한다. 세포의 상대적 부피가 1.3일 때는 식물 세포 내부로 물이 많이 들어와 있는 팽윤 상태이므로 농도가 가장 낮다.

5. [출제의도] 세포 호흡 과정 이해하기

(가)는 해당과정, (나)는 TCA 회로, (다)는 전자전달계이다. (가)는 모든 생물체에서 일어나는 과정이며 산소가 없으면 (다) 과정이 일어날 수 없다.  따라서 NAD, FAD가 재생되지 못하므로 (나) 과정도 진행될 수 없다. (가)는 세포질, (나)는 미토콘드리아 기질, (다)는 미토콘드리아 내막에서 일어난다.

6. [출제의도] 엽록체에서의 ATP 생성 이해하기

㉠에서의 H＋의 이동은 고에너지 전자의 에너지에 의한 것이며, ㉡에서의 H＋의 이동은 H＋의 농도차에 의한 확산으로 이루어진다. 빛이 차단되면 ㉠이 중단되며 ㉡은 일정 시간 동안 진행되므로, (가)에서의 H＋의 농도가 감소하여 pH는 증가한다. 해당과정에서의 ATP 합성은 기질 수준의 인산화이며, 틸라코이드 막에서의 ATP 합성은 막을 경계로 한 H＋의 농도차에 의한 광인산화이다.

7. [출제의도] 효소 작용 이해하기

A는 이당류를 녹말로 전환시키는 동화작용 관련 효소이고, B는 녹말을 엿당으로 분해하는 가수 분해 효소이다. 끓는 물에 옥수수를 담그면 당도가 유지되는 것으로 보아 효소 A의 작용이 억제된 것을 알 수 있다. 효소 A의 기질은 이당류, 효소 B의 기질은 녹말이다.

8. [출제의도] 알코올 발효 이해하기

(가)→(나) 과정은 알코올 발효의 일부이며, (나) 과정에서 생성되는 기포는 CO2이다. 알코올 발효 이후 O2가 공급되면 아세트산 발효가 일어날 수 있다.

9. [출제의도] 효소의 구성과 반응 속도 이해하기

조건 A에서 주효소만으로는 효소 작용이 거의 이루어지지 않으므로 주효소는 보조인자를 필요로 하는 효소이다. 조건 B에서 물질 X의 첨가로 인해 효소 작용이 활발히 일어나므로 물질 X는 주효소의 보조인자로서 주효소의 촉매 기능을 활성화 시킨다. 조건 C에서 물질 Y에 의해 초기 반응 속도가 떨어지고, 기질 농도의 증가로 인해 물질 Y의 저해 효과가 감소하는 것으로 보아 물질 Y는 주효소의 활성 부위에 결합하는 경쟁적 저해제이다. 그래프의 S에서 효소-기질 복합체의 양은 B에서 가장 많다.

10. [출제의도] 광합성 암반응 이해하기

RuBP는 탄소가 5개, PGA는 탄소가 3개로 구성된 물질이다. (가) 과정에서 6RuBP에 6CO2가 들어가 12PGA가 되므로 CO2의 고정이 이루어지고, (나) 과정에서는 명반응에서 생성된 NADPH2가 PGA에 수소를 공급하므로 PGA의 환원이 이루어진다. (나) 과정 이후 NADP는 명반응 시 틸라코이드 막의 전자 전달 과정에서 최종 전자 수용체로 작용한다. 명반응의 산물은 ATP와 NADPH2로 (나)와 (다) 과정에서 이용된다.

11. [출제의도] 세포 주기 이해하기

수정란의 난할은 체세포 분열 과정에 해당하지만 세포 주기 중 G1기와 G2기의 시간이 극히 짧으므로 딸세포의 생장이 거의 일어나지 않아 세포 주기가 반복되면 딸세포의 크기는 점점 작아진다. 세포 주기에서 차지하는 시간이 긴 단계일수록 관찰되는 세포 수는 많기 때문에, 체세포 분열 중인 양파 조직에서 간기(G1, S, G2) 상태의 세포가 M기의 세포보다 훨씬 많이 관찰된다. S기에 DNA가 복제되므로 G2기 세포의 DNA량은 G1기 세포의 두 배이다.

12. [출제의도] 젖당 오페론 조절 과정 이해하기

(가)와 같은 오페론에 의한 유전자 발현 조절은 원핵생물에서만 진행되며, 진핵생물에서는 이보다 훨씬 다양하고 복잡한 단계로 조절된다. (나)의 A시기는 대장균 X가 배지 내의 포도당을 모두 사용하고 젖당을 사용하기 전 단계이므로 배지 내에는 젖당이 존재한다. A 시기 이후 대장균 X의 세포수가 증가하는 것으로 보아, 젖당을 사용하여 세포 분열이 일어나고 있음을 알 수 있다. 따라서 대장균 X에서 정상적으로 젖당 분해 효소가 합성되었기 때문에 구조 유전자에 변이가 일어난 것은 아니다.

13. [출제의도] 연관과 교차 과정 이해하기

(가)는 상동 염색체 사이에서 염색분체의 일부가 교차되는 과정으로 감수 제 1 분열 전기에서 일어나며, (나)는 두 개의 상동 염색체가 서로 분리되는 과정이다. (가)와 (나)를 통해 새로운 유전자 조합을 가진 염색체가 형성되어 유전적 다양성이 증가하게 된다. 교차율(%)[eqn: = {1+1} over {n+1+1+n} TIMES 100=20]이므로 [eqn: n]=4가 되어 쥐의 생식세포에서 유전자형의 비율은 CE : Ce : cE : ce = 4 : 1 : 1 : 4이다.

14. [출제의도] 하디-바인베르크의 법칙 이해하기

집단에서 정상 유전자의 빈도를 p, 열성 유전자의 빈도를 q라고 했을 때, 집단 A에서 색소성 건피증인 사람은 열성 유전자를 두 개 가졌으므로 유전병 환자의 빈도는 [eqn: q ^{2} = {1} over {25,000}]이므로 집단 A에서의 열성 유전자 빈도 [eqn: q= {1} over {500}]이다. 같은 방식으로 집단 B에서의 열성 유전자 빈도는 [eqn: {1} over {200}]이 된다. 색소성 건피증 유전자를 갖는 정상인 사람은 유전자형이 헤테로이므로 헤테로인 사람의 빈도 [eqn: 2pq=2 TIMES {199} over {200} TIMES {1} over {200} = {199} over {20,000}], 즉 인구 4만 명당 398명이다. 집단 A, B 모두 하디-바인베르크의 법칙이 적용되는 멘델 집단이라고 가정하였으므로 유전자 빈도는 변화하지 않는다.

15. [출제의도] TCA 회로와 전자전달계 이해하기

(가)는 TCA 회로로 CO2와 NADH2, FADH2가 생성되므로 탈탄산 효소와 탈수소 효소가 관여한다. (나)에서 최종 전자 수용체인 산소가 공급되지 않으면 전자 전달 효소들은 전자를 뺏기지 않기 때문에 환원 상태를 유지하게 된다. (나)에서 NADH2로부터 3ATP가, FADH2로부터 2ATP가 생성되는 것을 알 수 있다.

16. [출제의도] 유전자 돌연변이 이해하기

겸형 적혈구 빈혈증은 DNA 염기 배열 중 T(티민)가 A(아데닌)로 치환되어 생기는 유전자 돌연변이이므로 핵형 분석으로는 확인할 수 없다. 이러한 염기의 치환으로 인해 헤모글로빈 β사슬의 아미노산 한 개만 글루탐산에서 발린으로 대체된다. 따라서 정상 헤모글로빈과 겸형 적혈구 헤모글로빈을 구성하는 아미노산의 수는 같으나, 헤모글로빈의 구조가 변하여 적혈구의 모양이 달라진다.

17. [출제의도] 박테리오파지 실험을 통한 유전물질 확인하기

핵산과 단백질은 C, H, O, N을 공통으로 가지고 있지만 S는 단백질에만, P는 DNA에만 존재하기 때문에, 단백질은 35S로 DNA는 32P로 표지한다. 실험 결과 DNA를 표지한 경우에만 대장균과 새로운 파지에서 방사능이 검출되었으므로 대장균으로 들어간 파지의 유전 물질은 DNA임을 알 수 있다. (나) 과정을 거치면 대장균은 아래층에, 바이러스의 단백질 껍질은 위층에 존재한다.

18. [출제의도] 유전자의 형질 발현 이해하기

(가)는 핵 내에서 일어나는 전사 과정, (나)는 리보솜에서 일어나는 번역(해독) 과정이다. 번역 과정에는 rRNA로 구성된 리보솜과 아미노산을 운반하는 tRNA가 필요하다. mRNA 코돈 5´-AAG-3´에 대응하는 DNA 트리플렛코드는 3´-TTC-5´, 혹은 5´-CTT-3´이다. 이 트리플렛코드는 가닥Ⅰ에 존재하므로 주형 가닥은 가닥Ⅰ이다.

19. [출제의도] 원시 생명체의 진화 과정 이해하기

(가)는 무기 호흡을 하는 종속 영양 생물을, (나)는 유기 호흡을 하는 종속 영양 생물을, (다)는 광합성을 하는 독립 영양 생물을 나타낸 것이다. 원시 대기는 환원성 대기였으므로 처음으로 생겨난 생물은 무기 호흡을 하여 CO2를 발생시키는 종속 영양 생물이다. 이후 CO2를 이용해 광합성을 하여 O2를 발생시키는 독립 영양 생물이 출현한 후, O2로 유기 호흡을 하는 종속 영양 생물이 생겨났다. 따라서 진화 과정상 (가) → (다) → (나) 순으로 지구상에 출현하였다. (나)는 호기성 세균이 세포 내 공생 과정을 거쳐 미토콘드리아로 된 원시 진핵세포이며, 광합성 생물의 출현으로 O2가 생성된 후 대기는 산화성 기체로 변하였다.

20. [출제의도] 유연 관계를 통한 계통수 이해하기

A종의 단백질의 아미노산 서열과 차이가 나는 아미노산의 수는 B종은 1개, D종은 2개, C종과 E종은 4개이다. 따라서 A종과 유연 관계가 가장 가까운 종은 B종이고, 가장 먼 것은 C종이나 E종이 된다. C종과 E종 간에는 아미노산 차이가 1개이므로 C종과 유연관계가 가장 가까운 종은 E종이다. 따라서 Ⅰ-B종, Ⅱ-D종, Ⅲ-C종이다.